一种抽油机电能补偿装置和方法制造方法及图纸

一种抽油机电能补偿装置，实现对抽油机有功和无功的补偿，提升节电性能，其特征在于，装置连接在电机变频电路的直流线路与三相电网，其包括：第二IGBT单元，第二IGBT单元配置为将直流电逆变为交流电；第二控制模块，第二控制模块配置为控制第二IGBT单元；电压检测单元，电压检测单元安装在直流线路上，电压检测单元连接第二控制模块；相序检测单元，相序检测单元配置为检测第二IGBT单元逆变生成的交流电的相序；合闸单元，合闸单元连接相序检测单元，合闸单元配置为在第二IGBT单元逆变的交流电与电网相序一致时导通。

A kind of mechanical and electrical energy compensation device and method for pumping unit

The utility model relates to a mechanical and electrical energy compensation device for pumping unit, which realizes the compensation for the active and reactive power of the pumping unit and improves the power saving performance. The device is characterized in that the device is connected to the DC line of the motor frequency conversion circuit and the three-phase power grid, which comprises: a second IGBT unit configured to invert the DC power into the AC power; a second control module configured to control the second IGBT unit; The voltage detection unit is installed on the DC line, and the voltage detection unit is connected with the second control module; the phase sequence detection unit is configured to detect the phase sequence of the alternating current generated by the inverter of the second IGBT unit; the closing unit is connected with the phase sequence detection unit, and the closing unit is configured to invert the alternating current of the second IGBT unit and the phase sequence of the power grid I When it is caused, it is unblocked.

【技术实现步骤摘要】
一种抽油机电能补偿装置和方法
本专利技术涉及一种抽油机，特别涉及一种抽油机电能补偿装置和方法。
技术介绍
抽油机一个运行周期内，上下冲次因为配重块的重力加速度的原因，电机会存在两次对电网发电的现象，传统抽油机没有回馈装置，不能自动进行相位检测，再生电压实时的叠加在电网上，因为峰谷的问题，有可能会出现峰叠加到谷，或峰峰相叠等现象的存在，会进一步增加耗电量和增加供电网络的震荡，增加供电变压器的负担。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种抽油机电能补偿装置和方法解决上述问题中的一个或多个。一种抽油机电能补偿装置，其特征在于，装置连接在电机变频电路的直流线路与三相电网，其包括：第二IGBT单元，第二IGBT单元配置为将直流电逆变为交流电；第二控制模块，第二控制模块配置为控制第二IGBT单元；电压检测单元，电压检测单元安装在直流线路上，电压检测单元连接第二控制模块；相序检测单元，相序检测单元配置为检测第二IGBT单元逆变生成的交流电的相序；合闸单元，合闸单元连接相序检测单元，合闸单元配置为在第二IGBT单元逆变的交流电与电网相序一致时导通。在一些实施方式中，一种抽油机电能补偿装置，其特征在，还包括：第一电抗器组，第一电抗器组包括三个电抗器，三个电抗器分别安装在不同的相线上；第二电抗器组，第二电抗器组包括三个电抗器，三个电抗器分别安装在不同的相线上；滤波电容组，包括三个电容；第一电抗器组、第二电感器组和滤波电容组成LCL滤波器，LCL滤波器配置为对回馈到电网中的交流电进行滤波。在一些实施方式中，一种抽油机电能补偿装置，其特征在于，第二控制模块包括：第二CPU；第二IGBT驱动单元，第二CPU通过第二IGBT驱动单元驱动第二IGBT单元；第二IGBT驱动单元，从第二CPU开始至第二IGBT单元结束，依次连接的部件包括：D/A转换单元；光耦检测运放单元；PWM调制单元；三相输出门极驱动单元，三相输出门极驱动单元包括，U相驱动单元、V相驱动单元、W相驱动单元。在一些实施方式中，还包括整流模块，所述整流模块配置为将三相电整流为直流电；第一IGBT单元，所述第一IGBT单元连接整流模块和电机，所述第一IGBT单元配置为将所述整流模块生成的直流电转换为交流电接入电机；第一控制模块，所述第一控制模块连接所述整流模块和第一IGBT单元，所述第一控制模块配置为控制所述第一IGBT单元和所述整流模块。在一些实施方式中，整流桥堆，三相通过所述整流桥堆整流为直流电形成直流母线线路，所述第一IGBT单元作为负载接入所述直流母线形成回路；第一电容，所述第一电容与所述第一IGBT单元并联；第二电容，所述第二电容与所述第一IGBT单元并联，所述第二电容与所述第一电容串联，所述第一电容、第二电容形成储能电容组；第一电阻，所述第一电阻与所述储能电容组串联，所述第一电阻与所述第一IGBT单元串联，所述第一电阻配置为限流电阻；晶闸管模块，所述晶闸管模块与所述第一电阻并联，所述晶闸管模块与所述储能电容组串联，所述晶闸管模块与所述第一IGBT单元串联，所述第一控制模块连接所述晶闸管模块。一种抽油机电能补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：Q1：第二控制模块设定回馈电压；Q2：电压检测单元检测直流线路电压，并将其反馈给第二控制模块；Q3：当直流线路电压大于设定回馈电压时，第二控制模块控制第二IGBT单元打开，直流电逆变为交流电；Q4：相序检测单元检测交流电相序，当交流电相序与电网相序一致时，合闸单元将交流电与三相电网联通，回馈的电流进入电网。在一些实施方式中，一种抽油机电能补偿方法，其特征在于，所述步骤Q3包括：Q31：第二CPU根据电压检测单元的信号计算直流线路电压；Q32：第二CPU比较直流线路电压与设定回馈电压；Q33：当直流线路电压大于设定回馈电压时，第二CPU生成第二IGBT单元触发数据信号，该数据信号的下的频率与电网频率一致；Q34：数据信号通过D/A转换单元进行数模转换，然后传给光耦检测运放单元；Q35：光耦检测运放单元进行数据的检测和放大处理，然后将数据传入PWM调制单元；Q36：PWM调制单元进行数据调制，数据调制完成后，把信号传输给控制器三相输出门极驱动单元；Q37：三相输出门极驱动单元按照需要的数据要求把开关信号传给第二IGBT单元，控制第二IGBT单元给电网回馈电能。在一些实施方式中，一种抽油机电能补偿方法，其特征在于，所述步骤Q1和Q2之间还包括：Q11：电网三相电通过整流桥堆整流为直流电；Q12：整流后通过第一电阻给储能电容组进行充电储能；Q13：储能电容组达到浮充电压后第一控制模块控制晶闸管模块导通，保持浮充电状态。Q14：整流后的直流电接入第一IGBT单元，第一IGBT单元将直流电逆变为交流电接入电机。有益效果：本专利技术通过对传统的抽油机电路增加一个电能补偿装置，将电机产生的电能整合后，以相同的相序回馈到电网中。实现了对传统工频电机外加电能装置，即可在回收电能的同时防止电网震荡。附图说明图1为电机变频驱动原理图；图2为电机电流信号处理电路图；图3为电机负载补偿工作流程图；图4为母线监测单元的信号处理电路图；图5为死点检测光电开关安装示意图；图6为电机转速补偿工作流程图；图7为回馈单元电路图；图8为无功补偿原理流程图；图9为有功补偿原理流程图；图10为相序检测单元和合闸单元电路图；图11为电流闭环和速度闭环控制结构和原理图；图12为本专利技术一种抽油机电能补偿装置应用于一种抽油机智能补偿监控系统的结构示意图；图13为本专利技术一种抽油机电能补偿装置应用于一种基于云平台的抽油机智能补偿监控装置的原理框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。下面结合附图说明，对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术提供一种抽油机电能补偿装置应用于一种抽油机智能补偿监控系统，该系统连接三相电网，应用于云平台，包括抽油机控制器，抽油机控制器包括负载补偿装置、电能补偿装置以及速度补偿装置；负载补偿装置用于对抽油机的负载进行补偿控制调整，电能补偿装置用于对抽油机的电能能量进行补偿控制调整，速度补偿装置用于对抽油机的速度进行补偿控制调整。在一些实施方式中，负载补偿装置包括整流模块、第一IGBT单元、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽油机电能补偿装置，其特征在于，所述装置连接在电机变频电路的直流线路与三相电网，其包括：/n第二IGBT单元，所述第二IGBT单元配置为将直流电逆变为交流电；/n第二控制模块，所述第二控制模块配置为控制第二IGBT单元；/n电压检测单元，所述电压检测单元安装在所述直流线路上，所述电压检测单元连接所述第二控制模块；/n相序检测单元，所述相序检测单元配置为检测所述第二IGBT单元逆变生成的交流电的相序；/n合闸单元，所述合闸单元连接所述相序检测单元，所述合闸单元配置为在所述第二IGBT单元逆变的交流电与电网相序一致时导通。/n

【技术特征摘要】
1.一种抽油机电能补偿装置，其特征在于，所述装置连接在电机变频电路的直流线路与三相电网，其包括：
第二IGBT单元，所述第二IGBT单元配置为将直流电逆变为交流电；
第二控制模块，所述第二控制模块配置为控制第二IGBT单元；
电压检测单元，所述电压检测单元安装在所述直流线路上，所述电压检测单元连接所述第二控制模块；
相序检测单元，所述相序检测单元配置为检测所述第二IGBT单元逆变生成的交流电的相序；
合闸单元，所述合闸单元连接所述相序检测单元，所述合闸单元配置为在所述第二IGBT单元逆变的交流电与电网相序一致时导通。


2.根据权利要求1所述一种抽油机电能补偿装置，其特征在，还包括：
第一电抗器组，所述第一电抗器组包括三个电抗器，三个电抗器分别安装在不同的相线上；
第二电抗器组，所述第二电抗器组包括三个电抗器，三个电抗器分别安装在不同的相线上；
滤波电容组，包括三个电容；
所述第一电抗器组、第二电感器组和滤波电容组成LCL滤波器，所述LCL滤波器配置为对回馈到电网中的交流电进行滤波。


3.根据权利要求1所述一种抽油机电能补偿装置，其特征在于，所述第二控制模块包括：
第二CPU；
第二IGBT驱动单元，所述第二CPU通过所述第二IGBT驱动单元驱动所述第二IGBT单元；
所述第二IGBT驱动单元，从所述第二CPU开始至所述第二IGBT单元结束，依次连接的部件包括：
D/A转换单元；
光耦检测运放单元；
PWM调制单元；
三相输出门极驱动单元，所述三相输出门极驱动单元包括，U相驱动单元、V相驱动单元、W相驱动单元。


4.根据权利要求3所述一种抽油机电能补偿装置，其特征在于，还包括：
整流模块，所述整流模块配置为将三相电整流为直流电；
第一IGBT单元，所述第一IGBT单元连接整流模块和电机，所述第一IGBT单元配置为将所述整流模块生成的直流电转换为交流电接入电机；
第一控制模块，所述第一控制模块连接所述整流模块和第一IGBT单元，所述第一控制模块配置为控制所述第一IGBT单元和所述整流模块。


5.根据权利要求4所述一种抽油机电能补偿装置，其特征在于，所述整流模块包括：整流桥堆，三相通过所述整流桥堆整流为直流电形成直流母线线路，所述第一IGBT单元作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，丁国洪，张立才，佘然然，
申请(专利权)人：无锡旭菱电子科技有限公司，霍尔果斯中嘉新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32